Reazioni di ossidoriduzione ed elettrochimica

L'elettrochimica studia i processi di trasformazione di energia chimica in energia elettrica e vicerversa, alla cui base vi sono le reazioni di ossidoriduzione o redox, cosiddette perché nel corso di esse avviene, contemporaneamente, un'ossidazione di una specie, con perdita di elettroni, e una riduzione di un'altra specie, con acquisto di elettroni: si ha, cioè, un trasferimento di elettroni tra le specie reagenti.

Le reazioni di ossidoriduzione possono essere spontanee (e in tal caso avvengono con liberazione di energia sotto forma di calore) o non spontanee (avvengono soltanto fornendo energia al sistema).

Operando in opportuni sistemi chiamati pile elettriche o celle elettrochimiche o celle galvaniche (dal nome di L. Galvani, 1737-1798), la maggior parte di energia ceduta dal processo, può venir recuperata sotto forma di energia elettrica.

Così, immergendo una lamina di zinco metallico (Zn) in una soluzione di solfato rameico CuSO₄, si verifica l'ossidazione di Zn a ioni Zn²⁺ e la riduzione degli ioni Cu²⁺ a rame metallico (Cu):

si ottiene mediante elettrolisi di opportune soluzioni). Sia in una pila, sia in una cella elettrolitica avviene il passaggio di corrente elettrica in un elettrolita in soluzione o allo stato fuso.